哈勃太空望遠鏡還能 “活多久”:至少能工作到 2026 年
北京時間 3 月 15 日訊息,據國外媒體報道,哈勃太空望遠鏡還能使用多長時間?這架已有 31 年曆史的太空望遠鏡不久前再次進入安全模式,這將提醒我們,哈勃太空望遠鏡可能已進入生命最後歷程。
▲圖中是 1997 年宇航員進行哈勃太空望遠鏡維修工作
北京時間 3 月 8 日 17 點,“由於機載軟體錯誤”,哈勃太空望遠鏡將再次進入安全模式,該望遠鏡的科學系統並未受到影響,然而在地面工作人員努力解決問題期間,所有科學操作均暫停。目前,美國宇航局並未透露該望遠鏡出現的具體故障是什麼,是何原因造成的,以及正在採取怎樣的措施進行處理。
也許沒有什麼好擔憂的,每當出現異常情況時,像哈勃太空望遠鏡這樣的太空勘測儀器就會進入安全模式,安全模式意味著望遠鏡不再指向目標和收集資料,僅能確保它的太陽能電池板繼續提供電力,這將有助於使故障排除過程變得更加簡單、“無縫隙(特別是對於可以影響多個部分的軟體問題)”。
哈勃望遠鏡最後一次進入安全模式是 2018 年,當時它的兩個陀螺儀(用於在軌道上保持正確方向)出現了問題,3 個星期後,在沒有任何拖延的情況下,該望遠鏡再次恢復上線,相關的故障得到了修復。
但是 3 月 8 日哈勃太空望遠鏡進入安全模式,提醒我們這架望遠鏡已經很老了!它 30 年的服役時間超出了人們的預期,它已步入生命最後歷程,這架天文望遠鏡究竟還能使用多久?當它最終消失的時候會發生什麼?
哈勃太空望遠鏡老化硬體最後一次直接維護是 2009 年由太空梭宇航員太空行走過程中完成的,當時工程師估計它的壽命大約持續到 2016 年。經過幾年的翻新,工程師們重新評估了該望遠鏡相關儀器的持續能力和可靠性,哈勃的工作時間會更長一些,最近的評估資料表明,這架望遠鏡可能繼續保持當前的科學研究,至少持續到 2026 年。
近年來,哈勃太空望遠鏡對人類太空探索做出巨大貢獻,用於各種天文學研究:研究太陽系行星和衛星;凝視遙遠的恆星、星系、超新星、星雲和其它天文現象,以及研究宇宙的起源和膨脹過程。
在過去十年裡,它在系外行星科學探索方面取得了令人驚訝的成就,因為當該望遠鏡在上世紀 90 年代發射時,距離探測到環繞類太陽恆星執行的首顆系外行星還有 5 年時間,哈勃望遠鏡對尋找系外行星並沒有實際幫助,而是對後續勘測分析意義重大,這些觀察可以在發現行星後描述其特徵及大氣屬性。當詹姆斯 · 韋伯太空望遠鏡今年發射之後,這兩個太空望遠鏡的組合觀測,可能幫助科學家確定一個真正適合生命存活的類地世界。
詹姆斯 · 韋伯太空望遠鏡經常被宣傳為哈勃太空望遠鏡的繼任者,但這並不完全正確,哈勃太空望遠鏡可以觀察可見光、紫外波長的宇宙,而詹姆斯 · 韋伯太空望遠鏡重點是紅外線觀測,這將有助於我們研究早期宇宙天體的化學特徵。由於它是太空望遠鏡,其觀測結果不會受到地球大氣的影響,而地球大氣層對紫外線觀測產生一定的影響,臭氧層阻斷了大部分紫外線輻射。
當我們需要用眼睛研究不太瞭解的現象時,這一點是至關重要的,以 2017 年探測兩顆中子星碰撞產生的引力波為例,哈勃太空望遠鏡能夠觀察到該引力波的餘波,提供紅外光譜之外的資料,紅外光譜被用來更清晰地定義兩顆中子星碰撞合併的形狀和演變。
目前哈勃太空望遠鏡主要執行著 4 個主要科學儀器,所以即使有 1-2 個儀器停止工作,哈勃太空望遠鏡的其他部分仍然有很多重要的科學工作可以做。該望遠鏡也有很多冗餘度,所以單個硬體和軟體的故障並不一定會阻止某個儀器正常執行。
也就是說,目前還沒有新的太空望遠鏡服役計劃,如果發生了災難性故障,導致哈勃太空望遠鏡完全下線,美國宇航局將很難批准對一個已有 30 多年曆史的天文臺進行修復。
那麼當哈勃太空望遠鏡準備退役時,它的繼任者會是誰?其他國家已有初步計劃,將其他探測器送入軌道,進行相應的可見光和紫外線勘測分析,印度 Astrosat 太空望遠鏡目前可以從太空進行紫外線觀測,但相應的觀測孔徑要小很多。
哈勃的真正繼任者可能是美國宇航局提議建造的大型紫外光學紅外勘測者太空望遠鏡,簡稱 LUVOIR,這是一種能夠觀測多種波長(包括紅外線、可見光和紫外線)的通用天文臺,如果獲得資金支援,LUVOIR 望遠鏡最早將於 2039 年發射。
哈勃望遠鏡很可能一直停留在太空,直到它被真正替代,但當它最終停止工作時,大多數天文學家都將竭盡全力做好相應準備工作,哈勃太空望遠鏡確實在研究紫外線和光學天文學領域做出巨大貢獻,很多天文學研究,特別是當涉及到了解外太空的溫度和化學時,都依賴於從它獲得的資訊,當哈勃望遠鏡停止工作時,將是人類太空勘測的一個重大損失。